电机拖动与电气技术实验指导书.doc

电机拖动与电气技术实验指导书目 录实验十 直流他励电动机在各种运行状态下的机械特性实验1 62实验四 单相变压器实验220实验五 三相变压器的联接组和不对称短路实验3 27实验十一 三相异步电动机在各种运行状态下的机械特性实验467实验六 三相鼠笼异步电动机的工作特性实验539实验十 直流他励电动机在各种运行状态下的机械特性-1一、 实验目的 了解和测定他励直流电动机在各种运行状态下的机械特性二、 预习要点 1、改变他励直流电动机机械特性有哪些方法？ 2、他励直流电动机在什么情况下，从电动机运行状态进入回馈制动状态？他励直流电动机回馈制动时，能量传递关系，电动势平衡方程式及机械特性又是什么情况？ 3、他励直流电动机反接制动时，能量传递关系，电动势平衡方程式及机械特性。 三、实验项目 1、电动及回馈制动状态下的机械特性 2、电动及反接制动状态下的机械特性 3、能耗制动状态下的机械特性四、实验方法 1、实验设备序 号型 号名 称数 量1DQ03导轨、测速发电机及转速表1件2DQ09直流并励电动机1件3DQ19校正直流测功机1件4DQ22AB直流电压、毫安、安培表2件5DQ26三相可调电阻器1件6DQ27三相可调电阻器1件7DQ29可调电阻器1件8DQ31波形测试及开关板1件9DQ34智能转矩、转速、功率测试箱1件 2、屏上挂件排列顺序 DQ31、DQ22A、DQ27、DQ26、DQ22B、DQ29、DQ34按图10-1接线，图中M用编号为DQ09的直流并励电动机(接成他励方式)，MG用编号为DQ19的校正直流测功机，直流电压表V1、V2的量程为300V，直流电流表A1、A3的量程为200mA，A2、A4的量程为5A。R1、R2、R3、及R4依不同的实验而选不同的阻值。图 10-1他励直流电动机机械特性测定的实验接线图注： 1、实验中若需测取输出转矩，可在MG电枢回路中串入DQ34挂件。 3、R2=0时电动及回馈制动状态下的机械特性 (1) R1、R2分别选用DQ29的3750和185阻值，R3选用DQ27上2只900串联共1800阻值，R4 选用DQ27上1800再加上DQ26上6只90串联共2340阻值。 (2) R1阻值置最小位置，R2、R3及R4阻值置最大位置，转速表置正向偏转位置。开关S1、S2选用DQ31挂箱上的对应开关，并将S1合向1电源端，S2合向2短接端(见图10-1)。 (3) 开机时需检查控制屏下方左、右两边的“励磁电源”开关及“电枢电源”开关都须在断开的位置，然后按次序先开启控制屏上的“电源总开关”，再按下“开”按钮，随后接通“励磁电源”开关，最后检查R2阻值确在最大位置时接通“电枢电源”开关，使他励直流电动机M起动运转。调节“电枢电源”电压为 220V；调节R2阻值至零位置，调节R3阻值，使电流表A3为100mA。 (4) 调节电动机M的磁场调节电阻R1阻值，和电机MG 的负载电阻R4阻值(先调节DQ27上1800阻值，调至最小后应用导线短接)。使电动机M的n=nN=1500r/min，IN=If+Ia=1.25A。此时他励直流电动机的励磁电流If为额定励磁电流IfN。保持U=UN=220V ，If=IfN，A3表为100mA。增大R4阻值，直至空载(将开关S2拨至中间断开位置)，测取电动机M在额定负载至空载范围的n、Ia，共取8-9组数据记入表10-1中。 (5)将开关S2仍处于断开位置，把R4调至零值位置(其中DQ27上1800阻值调至零值后用导线短接)，再减小R3阻值，使MG的空载电压与电枢电源电压值接近相等 (在开关S2两端测)，并且极性相同，把开关S2合向1端。 (6) 保持电枢电源电压U=UN=220V，If=IfN，调节R3阻值，使阻值增加，电动机转速升高，当A2表的电流值为0A时，此时电动机转速为理想空载转速，继续增加R3阻值，使电动机进入第二象限回馈制动状态运行直至转速约为1900 r/min，测取M的n、Ia。共取89组数据记入表10-2中。 (7) 停机（先关断“电枢电源”开关，再关断“励磁电源”开关， 并将开关S2合向至2端）。表10-1 UN=220V IfN= mA Ia（A）n（r/min）表10-2 UN=220V IfN= mAIa（A）n（r/min） 4、R2=400时的电动运行及反接制动状态下的机械特性 (1) 在确保断电条件下，改接图10-1，R1阻值不变，R2用DQ27的900与900并联并用万用表调定在400，R3用DQ29的185阻值，R4用DQ27上1800阻值加上DQ26上6只90电阻串联共2340阻值。 (2) 转速表n置正向偏转位置，S1合向1端，S2合向2端( 短接线仍拆掉，即将开关S2处于中间断开位置)，把电机MG电枢的二个插头对调，R1 、R3置最小值，R2置400阻值， R4置最大值。(3) 先接通“励磁电源”，再接通“电枢电源”，使电动机M 起动运转，在S2两端测量测功机MG的空载电压是否和“电枢电源”的电压极性相反，若极性相反，检查R4阻值确在最大位置时可把S2合向1端。表10-3 UN=220V IfN= mA R2=400Ia（A）n（r/min） (4) 保持电动机的“电枢电源”电压U=UN=220V，If=IfN不变， 逐渐减小R4阻值（先减小DQ29上1800阻值，调至零值后用导线短接），使电机减速直至为零。观察转速表显示符号的变化。然后继续减小R4阻值，使电动机进入“反向”旋转，转速在反方向上逐渐上升，此时电动机工作于电势反接制动状态运行，直至电动机M的Ia=IaN，测取电动机在1、4象限的n、Ia共取1213 组数据记入表10-3中。 (5) 停机( 必须记住先关断“电枢电源”而后关断“励磁电源”的次序，并随手将S2合向到2端)。 5、能耗制动状态下的机械特性 (1) 图10-1中，R1阻值不变，R2用DQ29的185固定阻值，R3用DQ27的1800可调电阻，R4阻值不变。 (2) S1合向2短接端，R1置最大位置，R3置最小值位置，R4调定180阻值，S2合向1端。 (3) 先接通“励磁电源”，再接通“电枢电源”，使校正直流测功机MG起动运转，调节“电枢电源”电压为220V，调节R1使电动机M的If=IfN，调节R3使电机MG励磁电流为100mA，先减少R4阻值使电机M的能耗制动电流 Ia=0.8IaN， 然后逐次增加R4阻值，其间测取M的Ia、n共取8-9组数据记入表10-4中。 (4) 把R2调定在90阻值，重复上述实验操作步骤(2)、(3)，测取M的Ia、n共取5-7组数据记入表10-5中。 当忽略不变损耗时，可近似认为电动机轴上的输出转矩等于电动机的电磁转矩T=CMIa，他励电动机在磁通不变的情况下，其机械特性可以由曲线nf(Ia)来描述。 表10-4 R2=180 IfN= 于mAIa（A）n（r/min）表10-5 R2=90 IfN= mAIa（A）n（r/min）五、注意事项1、注意实验中的各项实验条件六、实验报告 根据实验数据，绘制他励直流电动机运行在第一、第二、第四象限的电动和制动状态及能耗制动状态下的机械特性n=f(Ia)(用同一座标纸绘出)。七、思考题 1、回馈制动实验中，如何判别电动机运行在理想空载点？ 2、直流电动机从第一象限运行到第二象限转子旋转方向不变，试问电磁转矩的方向是否也不变？为什么？ 3、直流电动机从第一象限运行到第四象限，其转向反了，而电磁转矩方向不变，为什么？作为负载的MG，从第一象限到第四象限其电磁转矩方向是否改变？为什么？实验四 单相变压器-2一、实验目的 1、通过空载和短路实验测定变压器的变比和参数。 2、通过负载实验测取变压器的运行特性。二、预习要点 1、变压器的空载和短路实验有什么特点？实验中电源电压一般加在哪一方较合适？ 2、在空载和短路实验中，各种仪表应怎样联接才能使测量误差最小？ 3、如何用实验方法测定变压器的铁耗及铜耗。三、实验项目 1、空载实验 测取空载特性U0=f(I0)，P0=f(U0) ， cos0=f(U0)。 2、短路实验 测取短路特性UK=f(IK)，PK=f(IK)， cosK=f(IK)。 3、负载实验 （1）纯电阻负载 保持U1=UN，cos2=1的条件下，测取U2=f(I2)。 （2）阻感性负载 保持U1=UN，cos2=0.8的条件下，测取U2=f(I2)。四、实验方法1、实验设备序号型 号名 称数 量1DQ24交流电压表1件2DQ23交流电流表1件3DQ25单三相智能功率、功率因数表1件4DQ05三相组式变压器1件5DQ27三相可调电阻器1件6DQ28三相可调电抗器1件7DQ31波形测试及开关板1件 2、屏上排列顺序 DQ24、DQ23、DQ25、DQ05、DQ27、DQ31、DQ28图4-1 空载实验接线图 3、空载实验 1）在三相调压交流电源断电的条件下，按图4-1接线。被测变压器选用三相组式变压器DQ05中的一只作为单相变压器，其额定容量 PN=77W，U1N/U2N=220/67V，I1N/I2N=0.35/1.15A。变压器的低压线圈a、x接电源，高压线圈A、X开路。2）选好所有电表量程。将控制屏左侧调压器旋钮向逆时针方向旋转到底，即将其调到输出电压为零的位置。 表4-1序号实 验 数 据计算数据U0(V)I0(A)P0(W)UAX(V)cos0 3）合上交流电源总开关，按下“开”按钮，便接通了三相交流电源。调节三相调压器旋钮，使变压器空载电压U0=1.2UN ，然后逐次降低电源电压，在1.20.2UN 的范围内，测取变压器的U0、I0、P0。 4）测取数据时，U=UN点必须测，并在该点附近测的点较密，共测取数据7-8组。记入表4-1中。5）为了计算变压器的变比，在UN以下测取原方电压的同时测出副方电压数据也记入表4-1中。 4、短路实验 1）按下控制屏上的“关”按钮，切断三相调压交流电源，按图4-2接线（以后每次改接线路，都要关断电源）。将变压器的高压线圈接电源，低压线圈直接短路。图4-2 短路实验接线图2）选好所有电表量程，将交流调压器旋钮调到输出电压为零的位置。 3）接通交流电源，逐次缓慢增加输入电压，直到短路电流等于1.1IN 为止，在(0.21.1)IN范围内测取变压器的UK、IK、PK。 4）测取数据时，IK=IN点必须测，共测取数据6-7组记入表4-2中。实验时记下周围环境温度()。表4-2 室温 序号实 验 数 据计 算 数 据UK（V）IK（A）PK（W）cosK 5、负载实验实验线路如图4-3所示。变压器低压线圈接电源，高压线圈经过开关S1和S2，接到负载电阻RL和电抗XL上。RL选用DQ27上900加上900共1800阻值，XL选用DQ28，功率因数表选用DQ25，开关S1和S2选用DQ31挂箱1）将调压器旋钮调到输出电压为零的位置，S1、S2断开，负载电阻值调到最大。 2）接通交流电源，逐渐升高电源电压，使变压器输入电压U1=UN。 3）保持U1=UN，合上S1，逐渐增加负载电流，即减小负载电阻RL的值，从空载到额定负载的范围内，测取变压器的输出电压U2和电流I2。4）测取数据时，I2=0和I2=I2N=0.35A必测，共取数据6-7组，记入表4-3中。图4-3 负载实验接线图 注：电抗器的a端是可调端，故接线时应将S2直接并接在a、x端才能调节电抗值。（1）纯电阻负载 表4-3 cos2=1 U1=UN= V序 号U2（V）I2（A） （2）阻感性负载（cos2=0.8） 1）用电抗器XL和RL并联作为变压器的负载，S1、S2断开，电阻及电抗值调至最大。 2）接通交流电源，升高电源电压至U1=U1N 3）合上S1、S2，在保持U1=UN及cos2=0.8条件下，逐渐增加负载电流，从空载到额定负载的范围内，测取变压器U2和I2。 4）测取数据时，其I2=0，I2=I2N两点必测，共测取数据6-7组记入表4-4中。 表4-4 cos2=0.8 U1=UN= V序 号U2（V）I2（A）五、注意事项1、在变压器实验中，应注意电压表、电流表、功率表的合理布置及量程选择。2、短路实验操作要快，否则线圈发热引起电阻变化。3、在阻感负载实验中，增加负载电流时cos2要发生变化 ，为保持cos2不变，必须同时调节电抗和电阻值。六、实验报告 1、计算变比 由空载实验测变压器的原副方电压的数据，分别计算出变比，然后取其平均值作为变压器的变比K。K=UAX/Uax 2、绘出空载特性曲线和计算激磁参数 （1）绘出空载特性曲线U0=f(I0)，P0=f(U0)，cos0=f(U0)。式中： （2）计算激磁参数 从空载特性曲线上查出对应于U0=UN时的I0和P0值，并由下式算出激磁参数 3、绘出短路特性曲线和计算短路参数 （1）绘出短路特性曲线UK=f(IK) 、PK=f(IK)、cosK=f(IK)。 （2）计算短路参数 从短路特性曲线上查出对应于短路电流IK=IN时的UK和PK值由下式算出实验环境温度为()时的短路参数。 折算到低压方 由于短路电阻rK随温度变化，因此，算出的短路电阻应按国家标准换算到基准工作温度75时的阻值。 式中：234.5为铜导线的常数，若用铝导线常数应改为228。 计算短路电压(阻抗电压)百分数 IK=IN时短路损耗PKN= IN2rK75 4、利用空载和短路实验测定的参数，画出被试变压器折算到低压方的“T”型等效电路。 5、变压器的电压变化率 （1）绘出cos2=1和 cos2=0.8两条外特性曲线U2=f(I2)，由特性曲线计算出I2=I2N 时的电压变化率 （2）根据实验求出的参数，算出I2=I2N、cos2=1和I2=I2N、cos2=0.8时的电压变化率u。 将两种计算结果进行比较，并分析不同性质的负载对变压器输出电压U2的影响。 6、绘出被试变压器的效率特性曲线 (1)用间接法算出cos2=0.8不同负载电流时的变压器效率，记入表4-5中。 式中： PKN为变压器IK=IN时的短路损耗(W)； P0为变压器U0=UN 时的空载损耗(W)。 为副边电流标么值 表4-5 cos2=0.8 P0= W PKN= WI*2P2(W)0.20.40.60.81.01.2 (2)由计算数据绘出变压器的效率曲线=f(I*2)。 (3)计算被试变压器=max时的负载系数m。 实验五 三相变压器的联接组和不对称短路-3一、实验目的 1、掌握用实验方法测定三相变压器的极性。 2、掌握用实验方法判别变压器的联接组。 *3、研究三相变压器不对称短路。 *4、观察三相变压器不同绕组联接法和不同铁心结构对空载电流和电势波形的影响。二、预习要点 1、联接组的定义。为什么要研究联接组。国家规定的标准联接组有哪几种。 2、如何把Y/Y-12联接组改成Y/Y-6联接组以及把Y/-11改为Y/-5联接组。 3、在不对称短路情况下，哪种联接的三相变压器电压中点偏移较大。 4、三相变压器绕组的连接法和磁路系统对空载电流和电势波形的影响。三、实验项目 1、测定极性 2、连接并判定以下联接组 (1) Y/Y-12 (2) Y/Y-6 (3) Y/-11 (4) Y/-5 *3、不对称短路 (1) Y/Y0-12单相短路 (2) Y/Y-12两相短路 *4、测定Y/Y0连接的变压器的零序阻抗。 *5、观察不同连接法和不同铁心结构对空载电流和电势波形的影响。四、实验方法1、 实验设备序号型号名 称数 量1DQ24交流电压表1件2DQ23交流电流表1件3DQ25单三相智能功率、功率因数表1件4DQ05三相组式变压器1件5DQ06三相心式变压器1件6DQ31波形测试，开关板1件7单踪示波器（另配）1台 2、屏上排列顺序 DQ24、DQ23、DQ25、DQ06、DQ05、DQ31 3、测定极性 (1) 测定相间极性 被测变压器选用三相心式变压器DQ06，用其中高压和低压两组绕组，额定容量PN=152/152W，UN=220/55V，IN=0.4/1.6A，Y/Y接法。测得阻值大的为高压绕组，用A、B、C、X、Y、Z标记。低压绕组标记用a、b、c、x、y、z。 1) 按图5-1接线。A、X接电源的U、V两端子，Y、Z短接。 2) 接通交流电源，在绕组A、X间施加约50%UN的电压。 3) 用电压表测出电压UBY、UCZ、UBC，若UBC=UBY-UCZ,则首末端标记正确；若UBC=UBY+UCZ,则标记不对。须将B、C两相任一相绕组的首末端标记对调。 4) 用同样方法，将B、C两相中的任一相施加电压，另外两相末端相联，定出每相首、末端正确的标记。5-1 测定相间极性接线图 (2) 测定原、副方极性1) 暂时标出三相低压绕组的标记a、b、c、x、y、z，然后按图5-2接线，原、副方中点用导线相连。 2) 高压三相绕组施加约50%的额定电压，用电压表测量电压UAX、UBY、UCZ、Uax、Uby、Ucz、UAa、UBb、UCc，若UAa=UAx-Uax，则A相高、低压绕组同相，并且首端A与a端点为同极性。若UAa=UAX+Uax，则A与a 端点为异极性。 3) 用同样的方法判别出B、b、C、c两相原、副方的极性。 4) 高低压三相绕组的极性确定后，根据要求连接出不同的联接组。图5-2 测定原、副方极性接线图 4、检验联接组 (1) Y/Y-12图5-3 Y/Y-12联接组()接线图 ()电势相量图 按图5-3接线。A、a两端点用导线联接，在高压方施加三相对称的额定电压，测出UAB、Uab、UBb、UCc及UBc，将数据记入表5-1中。表5-1 实 验 数 据计 算 数 据UAB(V)Uab(V)UBb(V)UCc(V)UBc(V)UBb(V)UCc(V)UBc(V)根据Y/Y-12联接组的电势相量图可知： 为线电压之比 若用两式计算出的电压UBb，UCc，UBc的数值与实验测取的数值相同，则表示绕组连接正确，属Y/Y-12联接组。 (2) Y/Y-6图5-4 Y/Y-6联接组()接线图 ()电势相量图将Y/Y-12联接组的副方绕组首、末端标记对调，A、a两点用导线相联，如图5-4所示。 按前面方法测出电压UAB、Uab、UBb、UCc及UBc，将数据记入表 5- 2中。表5-2 实 验 数 据计 算 数 据UAB(V)Uab(V)UBb(V)UCc(V)UBc(V)UBb(V)UCc(V)UBc(V) 根据Y/Y-6联接组的电势相量图可得 若由上两式计算出电压UBb、UCc、UBc的数值与实测相同，则绕组连接正确，属于Y/Y-6联接组。 (3)Y/-11 按图 5-5接线。A、a两端点用导线相连，高压方施加对称额定电压，测取UAB、Uab、UBb、UCc及UBc，将数据记入表5-3中图5-5 Y/-11联接组()接线图 ()电势相量图表5-3 实 验 数 据计 算 数 据UAB(V)Uab(V)UBb(V)UCc(V)UBc(V)UBb(V)UCc(V)UBc(V)根据Y/-11联接组的电势相量可得 若由上式计算出的电压UBb、UCc、UBc的数值与实测值相同，则绕组连接正确，属Y/-11联接组。 (4) Y/-5 将Y/-11联接组的副方绕组首、末端的标记对调，如图5-6所示。实验方法同前，测取UAB、Uab、UBb、UCc和UBc，将数据记入表5-4中。根据Y/-5联接组的电势相量图可得若由上式计算出的电压UBb、UCc、UBc的数值与实测相同，则绕组联接正确，属于Y/-5联接组。表5-4 实 验 数 据计 算 数 据UAB(V)Uab(V)UBb(V)UCc(V)UBc(V)UBb(V)UCc(V)UBc(V)图5-6 Y/-5联接组()接线图 ()电势相量图根据Y/-5联接组的电势相量图可得 若由上式计算出的电压UBb、UCc、UBc的数值与实测相同，则绕组联接正确，属于Y/-5联接组。 5、不对称短路图5-7 Y/Y0连接单相短路接线图(1) Y/Y0连接单相短路 三相心式变压器表5-5I2K(A)IA(A)IB(A)IC(A)Ua(V)Ub(V)Uc(V)UA(V)UB(V)UC(V)UAB(V)UBC(V)UCA(V)按图5-7接线。被试变压器选用三相心式变压器。将交流电压调到输出电压为零的位置，接通电源，逐渐增加外施电压， 直至副方短路电流I2KI2N为止，测取副方短路电流I2K和原方电流IA、IB、IC。将数据记入表5-5中。 三相组式变压器 被测变压器改为三相组式变压器，接通电源，逐渐施加外加电压直至UAB=UBC=UCA=220V，测取副方短路电流和原方电流IA、IB、IC。将数据记入表5-6中。表5-6I2K(A)IA(A)IB(A)IC(A)Ua(V)Ub(V)Uc(V)UA(V)UB(V)UC(V)UAB(V)UBC(V)UCA(V)(2) Y/Y联接两相短路 三相心式变压器 按图5-8接线。将交流电源电压调至零位置。接通电源，逐渐增加外施电压，直至I2KI2N为止，测取变压器副方电流I2K和原方电流IA、IB、IC将数据记入表5-7中。图5-8 Y/Y连接两相短路接线图表5-7I2K(A)IA(A)IB(A)IC(A)Ua(V)Ub(V)Uc(V)UA(V)UB(V)UC(V)UAB(V)UBC(V)UCA(V) 表5-8I2K(A)IA(A)IB(A)IC(A)Ua(V)Ub(V)Uc(V)UA(V)UB(V)UC(V)UAB(V)UBC(V)UCA(V) 三相组式变压器 被测变压器改为三相组式变压器，重复上述实验，测取数据记入表5-8中。6、测定变压器的零序阻抗 (1) 三相心式变压器 按图5-9接线。三相心式变压器的高压绕组开路，三相低压绕组首末端串联后接到电源。将电压调至零，接通交流电源，逐渐增加外施电压，在输入电流I0=0.25IN和I0=0.5IN的两种情况下，测取变压器的I0、U0和P0，将数据记入表5-9中。图5-9 测零序阻抗接线图 表5-9I0L(A)U0L(V)P0L(W)0.25IN=0.5IN= (2) 三相组式变压器 由于三相组式变压器的磁路彼此独立，因此可用三相组式变压器中任何一台单相变压器做空载实验，求取的激磁阻抗即为三相组式变压器的零序阻抗。若前面单相变压器空载实验已做过，该实验可略。 7、分别观察三相心式和组式变压器不同连接方法时空载电流和电势的波形。 （1）三相组式变压器Y/Y连接按图5-10接线。三相组式变压器作Y/Y连接，把开关S打开(不接中线)。接通电源后，调节输入电压使变压器在0.5UN和UN两种情况下通过示波器观察空载电流i0，副方相电势e和线电势el的波形（注：Y接法UN=380V）。在变压器输入电压为额定值时，用电压表测取原方线电压UAB和相电压UAX，将数据记入表5-10中。图5-10观察Y/Y和Y0/Y连接三相变压器空载电流和电势波形的接线图 表5-10实 验 数 据计 算 数 据UAB（V）UAX（V）UAB/UAXY0/Y连接接线与Y/Y连接相同，合上开关S，即为Y0/Y接法。重复前面实验步骤，观察i0，e，el波形，并在U1=UN时测取UAB和UAX将数据记入表5-11中。 表5-11实 验 数 据计 算 数 据UAB（V）UAX（V）UAB/UAX 表5-12实 验 数 据计 算 数 据UAB(V)UAX(V)Uaz(V)UAB/UAX表5-13实 验 数 据计 算 数 据UAB(V)UAX（V)I谐波(A) UAB/UAX图5-11 观察Y/连接三相变压器空载电流三次谐波电流和电势波形的接线图Y/连接 按图5-11接线。开关S合向左边，使副方绕组不构成封闭三角形。 接通电源，调节变压器输入电压至额定值，通过示波器观察原方空载电流i0。相电压U，副方开路电势Uaz的波形，并用电压表测取原方线电压UAB、相电压UAX以及副方开路电压Uaz将数据记入表5-12中。 合上开关S，使副方为三角形接法，重复前面实验步骤，观察i0、U以及副方三角形回路中谐波电流的波形，并在U1=U1N时，测取UAB、UAX以及副方三角形回路中谐波电流，将数据记入表5-13中。 (2)、选用三相心式变压器，重复前面(1) (2) (3)波形实验，将不同铁心结构所得的结果作分析比较。五、实验报告 计算出不同联接组的UBb、UCc、UBc的数值与实测值进行比较，判别绕组连接是否正确。 2、计算零序阻抗 Y/Y0三相心式变压器的零序参数由下式求得： 式中 ， P0变压器空载相电压，相电流，三相空载功率 分别计算I0=0.25IN和I0=0.5IN时的Z0、r0、X0，取其平均值作为变压器的零序阻抗，电阻和电抗，并按下式算出标么值：式中和为变压器低压绕组的额定相电流和额定相电压。 3、计算短路情况下的原方电流 (1) Y/Y0单相短路 副方电流 原方电流设略去激磁电流不计，则 式中K为变压器的变比。 将、计算值与实测值进行比较，分析产生误差的原因，并讨论Y/Y0三相组式变压器带单相负载的能力以及中点移动的原因。 (2) Y/Y两相短路 副方电流 原方电流 把实测值与用公式计算出的数值进行比较，并做简要分析。 4、分析不同连接法和不同铁心结构对三相变压器空载电流和电势波形的影响。 5、由实验数据算出Y/Y和Y/接法时的原方UAB/UAX比值， 分析产生差别的原因。6、根据实验观察，说明三相组式变压器不宜采用Y/Y0和Y/Y 连接方法的原因。六、附录变压器联接组校核公式（设）组别UBb=UCcUBcUBc/UBb121112131415=16171819110111=1 实验十一 三相异步电动机在各种运行状态下的机械特性-4一、实验目的 了解三相线绕式异步电动机在各种运行状态下的机械特性。二、预习要点 1、如何利用现有设备测定三相线绕式异步电动机的机械特性。 2、测定各种运行状态下的机械特性应注意哪些问题。 3、如何根据所测出的数据计算被试电机在各种运行状态下的机械特性。三、实验项目 1、测定三相线绕式转子异步电动机在RS=0时，电动运行状态和再生发电制动状态下的机械特性。 2、测定三相线绕转子异步电动机在RS=15时，测定电动状态与反接制动状态下的机械特性。 3、RS=15，定子绕组加直流励磁电流I1=0.6IN及I2=IN时，分别测定能耗制动状态下的机械特性。四、实验方法 1、实验设备序 号型 号名 称数 量1DQ03导轨、测速发电机及转速表1件2DQ19校正直流测功机1件3DQ11三相线绕式异步电动机1件4DQ22AB直流电压、毫安、安培表2件5DQ23交流电流表1件6DQ24交流电压表1件7DQ25单三相智能功率、功率因数表1件8DQ26三相可调电阻器1件9DQ27三相可调电阻器1件10DQ29可调电阻器1件11DQ31波形测试及开关板1件 2、屏上挂件排列顺序 DQ23、DQ24、DQ25、DQ31、DQ22A、DQ29、DQ27、DQ26、DQ22B 3、RS=0时的电动及再生发电制动状态下的机械特性。图11-1 三相线绕转子异步电动机机械特性的接线图注意：a、图中线绕电机转子回路接编号为DQ12的起动调速电阻箱。b、上图中若实验不要求计算电动机的输入功率，可不接功率表。c、实验若需选择测取电动机的输出转矩T2，可串接DQ34挂件。（1）按图11-1接线，图中M用编号为DQ11的三相线绕式异步电动机，额定电压：220V，Y接法。MG用编号为DQ19的校正直流测功机。S1、S3选用DQ31挂箱上的对应开关，并将S1合向左边1端，将线绕式电机转子直接短接在DQ12起动调速电阻箱上（即将DQ12的旋转手柄拨在0的位置上），S3合在2位置。R1选用DQ29的185阻值加上DQ27上四只900串联再加两只900并联共4230阻值，R2选用DQ29上3750阻值，Rs选用DQ12起动调速电阻箱15阻值，R3暂不接。直流电表A2、A4的量程为5A，A3量程为200mA，V2的量程为1000V，交流电表V1的量程为150V，A1量程为2.5A。转速表n置正向偏转。 (2) 确定S1合在左边1端，S2合在左边短接端，S3合在2位置，M的定子绕组接成星形的情况下。把R1、R2阻值置最大位置，将控制屏左侧三相调压器旋钮向逆时针方向旋到底，即把输出电压调到零。 (3) 检查控制屏下方“直流电机电源”的“励磁电源”开关及“电枢电源”开关都须在断开位置。接通三相调压“电源总开关”，按下“开”按钮，旋转调压器旋钮使三相交流电压慢慢升高，观察电机转向是否符合要求。若符合要求则升高到U=110V，并在以后实验中保持不变。接通“励磁电源” ，调节R2阻值，使A3表为100mA并保持不变。 （4）接通控制屏右下方的“电枢电源”开关，在开关S3的2端测量电机MG的输出电压的极性，先使其极性与S3开关1端的电枢电源相反。在R1阻值为最大的条件下将S3合向1位置。 （5）调节“电枢电源”输出电压或R1阻值，使电动机从接近于堵转到接近于空载状态，其间测取电机MG的Ua、Ia、n及电动机M的交流电流表A1的I1值，共取8-9组数据记入表11-1中。 表11-1 U=110V RS=0 If= mAUa(V)Ia(A)n(r/min)I1(A) （6）当电动机接近空载而转速不能调高时，将S3合向2 位置，调换MG电枢极性（在开关S3 的两端换）使其与“电枢电源”同极性。调节“电枢电源”电压值使其与MG电压值接近相等，将S3合至1端。保持M端三相交流电压U=110V，减小R1阻值直至短路位置（注：DQ27上6只900阻值调至短路后应用导线短接）。升高“电枢电源”电压或增大R2阻值（减小电机MG的励磁电流）使电动机M的转速超过同步转速n0而进入回馈制动状态，在1700r/minn0范围内测取电机MG的Ua、Ia、n及电动机M的定子电流I1值，共取6-7组数据记入表11-2中。表11- 2 U=110V RS=0 Ua(V)Ia(A)n(r/min)I1(A) 4、RS=15时的电动及反转性状态下的机械特性 （1）开关S2合向右端15端（即将DQ12起动电阻拨至15端）。开关S3拨向2端，把MG电枢接到S3上的两个接线端对调，以便使MG输出极性和“电枢电源”输出极性相反。把电阻R1、R2调至最大。 （2）保持电压U=110V不变，调节R2阻值，使A3表为100mA。调节“电枢电源”的输出电压为最小位置。在开关S3的2 端检查MG电压极性须与1 的“电枢电源”极性相反。可先记录此时MG的Ua、Ia值，将S3合向1端与“电枢电源”接通。测量此时电机MG的Ua，Ia，n及A1表的I1值，减小R1阻值（先调DQ27上四个900串联的电阻）或调高“电枢电源”输出电压使电动机M的n下降，直至n为零。（注意观察转速表的符号变化），并把R1的DQ27上四个900串联电阻调至零值位置后应用导线短接，继续减小R1阻值或调高电枢电压使电机反向运转。直至n为1300r/min为止，在该范围内测取电机MG的Ua，Ia，n及A1表的I1值。共取11-12组记入表11-3中。 （3）停机（先将S2合至2 端，关断“电枢电源”再关断“励磁电源”，调压器调至零位，按下“关”按钮）。表11-3 U=110V RS=15 If = mAUa(V)Ia(A)n(r/min)I1(A) 5、能耗制动状态下的机械特性 （1）确认在“停机”状态下。把开关S1合向右边2 端， RS仍保持15不变，S3合向左边2端， R1用DQ29上185阻值并调至最大，R2用DQ27上1800阻值并调至最大，R3用DQ27上900与900并联再加上900与900并联共900阻值并调至最大。 （2）开启“励磁电源”，调节R2阻值，使A3表If=100mA，开启“电枢电源”，调节电枢电源的输出电压U=220V，再调节R3使电动机M的定子绕组流过I= 0.6IN=0.36A并保持不变。 （3）在R1阻值为最大的条件下，把开关S3合向右边1端，减小R1阻值，使电机MG起动运转后转速约为1500r/min，增大R1阻值或减小电枢电源电压（但要保持A4表的电流I不变）使电机转速下降，直至转速n约为50r/min，其间测取电机MG的Ua，Ia及n值，共取10-11组数据记入表11-4中。 （4）停机。同实验一 （5）调节R3阻值，使电机M的定子绕组流过的励磁电流I=IN=0.6A。重复上述操作步骤，测取电机MG的Ua，Ia及n值，共取10-11组数据记入表11-5中。表11-4 RS=15 I=0.36A If = mAUa（V）Ia（A）n（r/min）表11-5 RS=15 I=0.6A If = mA